医療診断機器は医師が状態を正確に診断するための強力なアシスタントであり、その内部pcbは機器の「ニューラルネットワーク」と呼ぶことができ、信号の送信、処理、機能の実装において重要な役割を果たします。特殊なアプリケーションシナリオのため、医療診断機器のプリント基板の設計と製造には多くの固有の要件があります。
医療診断機器のPCBに対する特別な要件
高精度・高信頼性
医療診断の結果は患者の診断や治療に関わるものであり、間違いは許されないため、pcbの精度は非常に高くなければなりません。 CT 装置を例にとると、信号の取得と処理における回路レイアウトと伝送精度に厳しい要件が課されます。回路にわずかなずれがあると、画像の解像度が大幅に低下し、医師の判断に影響を与える可能性があります。同時に、プリント基板には高い信頼性が求められ、長期間の連続作業でも安定して動作し、スムーズな診断を実現できる必要があります。-
優れた電磁適合性
医療環境における電磁干渉は複雑であるため、医療診断機器のプリント基板には優れた電磁適合性が必要です。一方で、他のデバイスに干渉しないようにします。一方、外部干渉に耐え、安定した動作を保証します。設計時には、接地、電源、信号線を合理的に計画し、シールド、フィルタリングなどの技術を使用して電磁干渉や放射を低減する必要があります。
過酷な労働環境に適応する
医療診断機器には、低温のコールド チェーンから高温の手術室まで、さまざまな使用シナリオがあり、振動の影響を受ける可能性もあります。{0}このため、プリント基板には、-40度の低温、85%の湿度などの極端な環境に適応でき、十分な耐震性と耐衝撃性を備え、さまざまな複雑な条件下でも正常に動作することが求められます。
医療診断機器用基板の設計ポイント
材料の選択
基板材料: 高性能基板は、多くの場合、機器の要件に応じて選択されます。ポリイミドは耐熱性があり、高温環境の機器に適しています。-ポリテトラフルオロエチレンは誘電率と損失が低いため、MRI 装置の PCB などの高周波信号伝送に適しています。-ハイエンドデバイスには、優れた機械的および電気的特性を備えたセラミック基板も使用されています。
ソルダー マスクの材料: 良好な生体適合性が必要であり、安全な使用を確保するために IPC-SM-840DClassH 規格を満たすソルダー マスク インクが使用されることがよくあります。
表面処理材料: 化学ニッケル金メッキまたは有機溶接可能な保護層が一般的に使用され、導電性と耐酸化性を向上させ、鉛汚染を軽減し、医療業界の環境および安全要件を満たすことができます。
電気設計
高速シグナルインテグリティ設計: たとえば、CT データ収集ボードには非常に高いシグナルインテグリティが必要です。設計時には、差動インピーダンスを通常±7%以内で正確に制御し、EyeDiagramとSパラメータで検証して配線と回路を最適化し、高速信号の安定した伝送を確保する必要があります。-。
EMI/EMC設計：IEC60601-1-2規格に従い、ゾーニング設計、シールド層の設定、絶縁技術の使用などの対策が講じられ、電磁両立性が向上します。
接地システムの設計: デジタル / アナログの接地分離と単一点接地戦略を実装して、医療診断機器のコモンモード除去比が要件を満たしていることを確認し、接地干渉を低減し、耐干渉能力と信号品質を向上させます。{0}
レイアウト設計
医療機器の小型化傾向に伴い、PCB レイアウトでは、電気接続、放熱、メンテナンスを考慮して、限られたスペース内にコンポーネントを合理的に配置する必要があります。たとえば、ポータブル超音波診断装置では、レイアウトはコンパクトですが、信号伝送経路を短縮して干渉を減らすために、発熱体用の放熱チャネルを確保する必要があります。
医療診断機器用基板の製造工程
微細加工
穴あけとフライス加工: 医療診断機器の PCB のサイズと形状は複雑であり、穴あけでは穴の直径の精度を確保する必要があります。小さなスルーホール直径の公差は、± 0.01 mm などの非常に小さな範囲内に制御する必要があります。-フライス加工を使用して外側の輪郭を作成し、精度と表面品質を確保します。
レーザーダイレクトイメージング技術: 微細な回路製造を実現するために、LDI 技術がよく使用されます。従来のリソグラフィーと比較して、LDI テクノロジーは解像度と精度が高く、より狭い線幅/間隔の回路を製造できます。たとえば、ハイエンドの医用画像機器の PCB 線幅/間隔は 0.075 mm/0.075 mm、またはそれより小さい場合があります。-
多層基板の製造
内層回路の製造: フォトリソグラフィーとエッチングを使用して銅箔基板上に内層回路を製造し、精度を確保し、短絡や断線を防ぎます。
ラミネートプロセス: 内層ボード、半硬化シート、および外側の銅箔は、温度、圧力、時間を正確に制御して、高温高圧下でラミネートされます。これにより、層間接着が確実に行われ、Z- 軸の熱膨張係数が制御され、スルーホールの信頼性リスクが軽減されます。-
外層回路作製と表面処理：外層回路にフォトリソグラフィーとエッチングを施し、設計に応じて金メッキや銀蒸着などの表面処理を施し、導電性、耐酸化性、溶接信頼性を向上させます。
厳格なテスト
自動光学検査：PCBの外観を包括的に検査し、標準画像を比較し、短絡、断線、その他の問題のトラブルシューティングを行い、外観の品質を確保します。
X- 線検査: 多層基板の内部ビアやはんだ接合部を検査し、仮想はんだやはんだ漏れなどの欠陥がないか確認し、信頼性の高い内部接続を確保するために使用されます。-
電気的性能試験: 設計要件を確実に満たすために、導電率、絶縁抵抗、インピーダンスなどの電気的性能を試験します。
環境信頼性テスト: 高温、低温、湿度、振動、衝撃、その他の使用環境をシミュレートして、PCB 性能の安定性と信頼性をテストします。
医療診断機器PCBの市場応用
医用画像機器
CT 装置: 検出器モジュールのプリント基板、データ収集基板、画像再構成基板により、画質とスキャン速度が決まります。高精度プリント基板は正確な信号の取得と送信を支援し、画像の再構成を実現します。
MRI 装置: RF 送受信ボード、勾配増幅器ボード、その他のプリント基板には、高周波信号の伝送を確保し、良好な電磁適合性を備え、高品質の磁気共鳴画像を取得するための高性能の材料とプロセスが必要です。{{0}{1}{2}
超音波診断装置: PCB は信号の増幅と処理に重点を置いています。超音波プローブの設計では、診断結果の精度に影響を与える小型化と柔軟性の要件を満たすために、小さな信号の正確な増幅と伝達が実現されます。
体外診断装置
生化学分析装置: PCB は装置のさまざまなモジュールを制御し、サンプル添加量を正確に制御し、正確で再現性のある検出結果を保証します。
免疫分析装置: 高速データ処理と正確な信号検出の要件を満たし、さまざまな検出試薬やセンサーと互換性があり、信頼性の高い免疫検出結果を提供します。{0}
分子診断装置: 高速データ伝送および処理機能を備えた核酸増幅、配列決定、分析技術をサポートし、遺伝子診断のための正確な情報を提供します。-
医療用 PCB 高周波-